Food Microbiology and Chemistry تحلیل مایکروبیولوژی وکیمیاوی محصولات مواد غذائی

1. Food Microbiology and Chemistryتحلیل مایکروبیولوژی وکیمیاوی محصولات مواد غذائی

2. Objectivesهدف Summarize the chemical and microbiological factors that affect food safety. خلاصه موضوع و فکتور های موثر کیمیاوی ومایکروبیولوژیکی در نگهداری وکیفیت مواد غذائی.

3. Overviewمرور کلی • Food Spoilage • Six Factors That Affect Growth • Potentially Hazardous Foods • Food Additives • ضایعات ویا فاسد شدن محصولات مواد غذائی • ششنوع از فکتور های که سبب ازدیاد رشد مایکروارگنیزم ها و تغیرشکل مواد غذائی میگردد • غذا هایکه امکان زهراگین شدن آن قابل غور میباشد • افزایش مواد یا مرکبات اضافی در محصولات مواد غذائی

4. Food Spoilageفاسد و یا ضایع شدن غذا • Microorganisms are the most important cause of food spoilage. • Spoilage microbes: • Lactic Acid bacteria - common cause • Pseudomonas species of bacteria – commonly causes meat to spoil • Fungi – cause moldy bread • موجودیت مایکروارگانیزم ها یک دلیل بسیار عمده برای ضایع شدن ویا فاسد شدن مواد غذائی شده میتواند. • میکروبهای که سبب ضایع شدن مواد غذائی میگردد: • باکتریاهای لاکتیک اسید – یک نمونه عمدهّ که سبب ضایع ویا فاسد شدن مواد غذائی میگردد • انواع باکتریاهای سیودوموناز – همچنان دلایل عمدهّ برفاسد یا ضایع شدن گوشت نیزشده میتواند • فنجی – دلیل عمدهّ بر ایجاد پوپنک در نان خشک میگردد

5. Food Spoilage (cont.)فاسد و یا ضایع شدن غذا • Chemical Food Spoilage • Chemical reactions can also reduce food quality • Exposure to air, light • Breakdown of fat in foods form off-flavors and off-orders • Reactions caused by enzymes that are naturally present in the food. • موادات کیمیاوی که سبب فاسد شدن غذا میگردد • یک تعداد از عکس العمل های موادات کیمیاوی نیز سبب کاهش کیفیت مواد غذائی شده میتواند • در معرض قرار گرفتن در مقابل هوا، و روشنی • عدم توافق داشتن بعضی موادات چون چربی در مواد غذائی- ومواد طعم دهنده واضافی نیز مشکل بر انگیز میباشد • و بعضی عکس العمل های انزایمی موجوده طبعی در خود مواد غذائی سبب فاسد و متغیر شدن آن نیز میگردد.

6. Six Factors that Affect Growth There are six main factors that affect microbial growth in food: F- Food A- Acid T- Temperature T- Time O- Oxygen M- Moisture شش نوع فکتور اصلی برای رشد میکروبها درمحصولات مواد غذائی موجود میباشد: -Fغذا -Aاسید -Tدرجه حرارت -Tزمان -Oاکسیجن M- رطوبت

7. F (“Food” for the microbes to eat)غذا عبارت از ماده مغذی برای میکروبها Nutrients in food affect microbial growth: • Sources of energy (e.g., sugars, proteins) • Sources of nitrogen (e.g., proteins) • Vitamins, Minerals • In order for bacteria to grow, the food has to have the right nutrients for the bacteria غذا ماده تغذیوی مناسبی برای رشد میکروبها نیز بوده میتواند: • منبع خوبی انرژی دهنده (مانند بوره، و پروتین ها) • ویتامین ها و منرال ها • زمینه رشد بهتر باکتریا، که به همین دلیل غذا ماده مغذی خوبی برای رشد وانکشاف باکتریا ها بوده میتواند.

8. A (Acid--pH of the food)مواد غذائی دارای pH اسیدی میباشد • pH scale – 0-14 • pH range of acids – 0-7 • pH range of bases – 7-14 • pH 7 is neutral • Microorganisms grow best at pH close to neutral • If the pH of a food is lowered, pathogens may still grow, but much slower • تعادل و یا سویه اسیدتی وقلویت( pH ) یک ماده از 0 – 14 تعین میشود • سویه pH اسیدی از 0 – 7 میباشد • سویه pH القلی از 7 – 14 • زمانیکه سویه pH تا به درجه 7 برسد نماینده گی از خنثی بودن ماده میکند یعنی نه اسیدی و نه قلوی میباشد. • عمومآ مایکروارگانیزم ها بسیار بخوبی در pH هایکه نزدیک به خنثی یا ( pH نزدیک به7 ) باشد رشد و انکشاف بهتر را دارند. • اگر pH مواد غذائی پائین بوده باشد، پتوجن میکروب ممکن در حال رشد باشند، ولی به بسیار آهستگی به رشد انکشاف خود توسعه میبخشند.

9. Acid (cont.)غلظت اسیدتی • Most pathogens do not grow at pH < 4.6 • Some yeast and molds can grow down to pH 1.5 • بسیاری از پتوجنهای میکروبی در pH 4.6 رشد وانکشاف نمیکنند • و بعضی از محیط های کشت مانند مولد ویست میتواند که در سویه های اسیدی پائین یعنی pH 1.5 رشد نمایند.

10. Temperature and Timeزمان و درجه حرارت • Heating/cooking foods (to an internal temperature of 74°C), kills pathogens • Some toxins/spores are not destroyed by heat • Staph aureus • Clostridium botulinum, Bacillus cereus • حرارت/ وپخت پز مواد غذائی یعنی (که به یک درجه حرارت داخلی تا به 74 درجه سانتی گراد) سبب ازبین بردن پتوجن میکروبها میگردد • و لی بعضی از توکسین های میکروبی / و سپور ها توسط درجه حرارات ازبین برده نمیشود • مانند ستاف اوریوس • و کلوسترادیوم بوتولیوم، باسیلوز سیروز

11. Vegetative and Spore Cells حجرات اسپور دار و بدون اسپور • When food is heated (cooked) to 74°C • and held <57°C SPORES survive • Spores can become vegetative cells • again if food is not cooled properly • Vegetative cells grow to high numbers • and some produce toxins • زمانیکه مواد غذائی حرارت داده شود البته در زمان پخت پز یعنی تا به درجه حرارت 74 درجه سانتی گراد ودوباره تا به 57 درجه سانتی گراد پائین آورده شود همین سپور ها بشکل زنده وحیات باقی خواهند ماند. • و همین سپور ها دوباره بشکل حجرات بدون اسپور باقی میمانند البته زمانیکه غذا بصورت درست سرد نشده باشد • حجراتیکه بدون سپور هستند به تعداد زیادی رشد وانکشاف نموده ویک تعداد از ایشان سبب تولید توکسین نیز میشوند

12. How Long do Bacteria Need to Grow?چه مدت زمان لازم است تا باکتریا ها رشد نمایند؟ • Bacteria can double in number every 15-30 minutes • Example: bacteria with a 20 min doubling time: • باکتر یا ها بعد از گذشت 15 – 30 دقیقه میتوانند که در ارقام ایشان دو چند شوند • مثال: باکتر یا در مدت 20 دقیقه تعداد ایشان به دوچند میرسد TIME زمان Start آغاز 20 Min 20 دقیقه 40 Min 40 دقیقه 1 Hour 1 ساعت

13. How Long do Bacteria Need to Grow? چه مدت زمان لازم است تا باکتریا ها رشد نمایند؟ • Exercise: 1 bacteria on a piece of potentially hazardous food sitting at 90°F, with a 20 minute doubling time: • How many bacteria after 1 hr? 4 hrs? 8 hrs? • What if there were 10,000 bacteria to start with? • تمرین: زمانیکه یک باکتریا دریک بخش از مواد غذائی مضر یا زهری موجود باشد وغذای مذکور در90 درجه فارنهایت قرار داشته باشد، با دوچند از مقطع زمانی یعنی در 20 دقیقه چه حوادثی رخ خواهند داد: • چه تعداد باکتریاها بعد از یک ساعت، چهار ساعت، و هشت ساعت رشد خواهند کرد؟ • فرضآ اگر ده هزار باکتری موجود باشد تا چه حد رشد آنها آغاز خواهند کرد؟

14. Bacterial Growth Curve منحنی رشد باکتریا Resting Phase مرحله موجودی یا باقیمانده Number of Bacteria (log10) تعداد باکتر یا ها در فهرست 10 Growth Phase مرحله رشد Death Phase مرحله مرگ Lag Phase مرحله یکه به تآخیر میآفتد Time زمان

15. Changing the Bacterial Growth Curve منحنی متغیر رشد باکتریائی Number of Bacteria (log10) تعداد باکتریا ها در فهرست 10 Rapid Bacterial Growth Conditions چگونگی رشد سریع باکتریائی Sub-optimal growth conditions* چگونگی حالت رشد فرعی مطلوب باکتریا Much longer Lag Phase فاز به تآ خیر افتادن Time زمان *Sub-optimal means lowered: pH, AW , Temperature, etc. رشد فرعی یا رشد آهسته : سویه اسیدتی و قلویت(pH )یک ماده، درجه حرارت، و غیره

16. Temperature and Time (cont.)درجه حرارت و زمان • If food is held on a hot serving line pathogens can NOT grow • Pathogens need time to grow to cause disease • Illness is caused by improper cooling of leftover foods • Foods cool faster in the refrigerator than on the counter • درصورتیکه موادغذائی به یک درجه حرارت معین (نسبتآ داغ) تا به یک مدتی گذاشته شود بنآ پتوجن های مکروبی نمیتوانند که درین حالت واینگونه درجه حرارت رشد و یا انکشاف نمایند. • پتوجن های میکروبی جهت رشد و انکشاف ایشان وهمچنان تولید مرض به یک مقطع زمانی مناسب ضرورت دارد • اسباب عمده مریضی استفاده از غذاهای که بشکل سرد و یاباسی باشد ایجاد میگردد. • غذا های آماده شده در یخچال بصورت فوری و به درستی سرد میگردد نسبت به روی میز.

17. Keep hot foods hot نگهداری غذاهای گرم Hot 57.2oC “Food Safety Thermometer” ترماتر در جهت نگهداری غذا Danger Zone زون یا قسمتیکه به خطر میآفتد Temperature range of rapid pathogen growth رنج یا سویه درجهّ حرارتیکه پتوجن میکروب درآن بزودی رشد میکند = Danger Zone 5°C Keep cold foods cold نگهداری غذاهای سرد Cold

18. Oxygen (Oxidation-Reduction Potential)اکسیجن هوا(پوتانشیل اکسیدیشنی وارجاعی ) • Generally refers to the amount of Oxygen present • Most bacterial pathogens can grow withorwithout Oxygen • HOWEVER, some food pathogens can only grow when no Oxygen is present • Many spoilage bacteria and molds require Oxygen to grow (obligate aerobic) • عمومآ ارتباط میگیرد به سویه اکسیجن موجوده. • بسیاری از باکتریاهای پتوجن میتوانند که باموجودیت اکسیجن و یا هم بدون موجودیت اکسیجن رشد و نمو بکنند • گرچه بعضی از غذا های پتوجن زا میتوانند که فقد سبب رشد میکروبها شوند البته درعدم موجودیت اکسیجن • یکتعداد از باکتریاهای فاسد و اواسط زرعیه مستلزم برموجودیت اکسیجن درجهت رشد میکروبها میباشند (باکتریا های ایروبی ضروری)

19. Moisture (water)رطوبت (آب) • Water is important for growth of bacteria • Water in food is present in two forms: • BOUND • FREE • Bound water is unavailable for bacteria to grow • آب یک ماده مهم در رشد ونموی باکتر یا ها شمرده میشود • موجودیت آب در غذا به دوشکل وجود دارد • مقید ویا کارائی در محصول غذائی • و بشکل آزاد • آبی که بشکل مقید یا کارائی در محصول غذائی میباشد برای رشد ونموی باکتریا ها نا کارا میباشد

20. Moisture (cont.)رطوبت (غلطت) Water Activity(AW) • A measure of the FREE WATER--water that is available for microbial growth • AW can range from: • 0.00 (no free water) to 1.00 (all free water) • Pathogens do not grow/produce toxins at Aw < 0.85 فعالیت آب • موجودیت آب آزاد در مواد غذائی زمینه خوبی برای رشد میکروب ها میباشد • اندازه نمودن آب فعال قسمی تعین میشود که از: • 0.00 (یعنی آب بشکل آزاد موجود نیست) اگر تا به 1.00 باشد (بکلی آب بشکل آزاد موجود است) • زمانیکه آب آزاد کمتر از 0.85 باشد پتوجن میکروبها قادر به رشد / وتولید توکسین ها نمیباشند

21. Potentially Hazardous Foods (PHF)پوتانشیل غذاهایکه مضره و یا زهری میباشد • Definition: A food that supports growth of microorganisms • Examples of PHF’s: • Raw or cooked foods of animal origin: • Meat, Poultry, Waterfoods, Eggs, Dairy Products • Some fruit and vegetables • تعریف: یک غذایکه تآمین کننده رشد مایکروارگانیزم ها میباشد عبارتند از: • بطور مثال پوتانشیل غذاهایکه مضره و یا زهری میباشد: • تهیه مواد غذائی از محصولات حیوانی که بشکل نیمه پخته شده تهیه میشوند: • محصولات تولیدی مانند گوشت، مرغ ها، غذا های دریائی، تخم، محصولات حیوانی، وغیره • و بعضآ میوه جات و سبزیجات.

22. Potentially Hazardous Foods (PHF)پوتانشیل غذا های مضره و یا زهری • Which F&V are PHF’s? • Cut melons (like cantaloupe) • And the pH of some melons is >4.6 • Heated/cooked fruits and vegetables • Rice, beans, baked potatoes, etc. after they are cooked • Seed sprouts (such as alfalfa sprouts) • Garlic in oil mixtures • کدام نوع از غذا ها شامل این مرحله شده میتوانند؟ • قاش نمودن خربوزه (مانند خربوزه های شیرین گرمک) • و سویه اسیدتی و قلویت بعضی از خربوزه ها بیشتر از 4.6 میباشد • حرارت دادن / و پخت پز یک تعداد از میوه جات و سبزی جات • بعد از پزیدن یک تعداد حبوبات مانند برنج، لوبیا، کچالو وغیره • تخمه های تازه یا جوان گیاهان ( مانند تخمه های الفلفا) • مخلوط نمودن سیر با روغن

23. Food Additivesموادات افزودنی در تهیه محصولات غذائی • Additive • Government approved substances added to food during production or processing • Make food taste better, look better, and have a longer shelf life (prevent microbial growth and chemical reactions) • مرکبا ت یا موادات افزودنی در غذا • البته این گونه مرکبات به اساس منظوری دولت که در هنگام پخت پز در غذا میتوان افزود کرد میباشد • تا که بتواند غذا خوش مزه، شکل مناسب، و تا یک مدت زمانی نگهداری شود (و از رشد میکروب ها و عکس العمل های مواد کیمیاوی موجوده درآن جلوگیری کرده بتواند)

24. Food Additives موادات افزودنی در تهیه محصولات غذائی • Adulterated food: • Adulterated food means one that contains poisonous ingredients, unapproved additives, or is composed of decomposed or unsanitary ingredients to help cover up spoilage • غذاهای غیر صحی: • غذاهای غیر صحی عبارتند از همان غذا های هستند که متشکل از موادات سمی، و موادات افزودنی غیر صحی نا پسند، و یا هم آن تعداد از موادات که بشکل ترکیبی ویا غیر ترکیبی و یا هم بشکل غیر بهداشتی در تهیه محصولات غذائی افزود شده و سبب مفسد شدن غذا وازدیاد سمیت میگردد.

25. SUMMARYخلاصه مطلب • Food Spoilage • Six Factors That Affect Growth • Potentially Hazardous Foods • Food Additives • فاسد شدن مواد غذائی • همین شش نوع فکتور سبب ازدیاد رشد میکروبها میشود • پوتانشیل محصولات غذائی مضره و یا زهری • موادات افزودنی در تهیه محصولات غذائی

26. Review Questionsتکرار سوّالات • What is the most important cause of food spoilage? • What can reduce food quality? • What forms off flavors and off orders? • List the 6 factors that affect growth. • At what pH does microorganisms grow best? • What pH do most pathogens not grow? • دلیل عمده غذا هایکه فاسد میشوند چی بوده میتواند؟ • چی چیز میتواند که کیفیت غذا را کاهش دهد؟ • چی نوع از موادات طعم دهنده خارج و یا ممنوع از آردر و یا فرمایش در تهیه موادغذائی میباشد؟ • لست شش نوع از فکتور هایکه سبب رشد باکتر یا ها درمحصولات مواد غذائی میشود نام ببرید؟ • در کدام سویه اسیدتی وقلویت و یا هم pH مایکروارگانیزم ها بهتر رشد کرده میتواند؟ • در کدام سویه pH بسیاری از پتوجن میکروبها رشد کرده نمیتوانند؟

27. Review Questionsتکرار سوالات • How long do bacteria need to double in growth? • What causes illness in leftover foods? • What is the temperature range of rapid pathogen growth? • Pathogens do not grow/produce toxins at what water level (Aw)? • What is PHF? • Name at least 2 foods considered PHF. • What is an additive? • چی مدت زمانی با کتر یا ها ضرورت دارند تا تعداد ایشان به دوچند برسد؟ • دلیل عمده مریضی از غذاهای باسی چی میباشد؟ • درکدام درجه حرارت پتوجن میکروب بزودی رشد ونمو میکنند؟ • در کدام سطح که آب در محصول غذائی قرار داشته باشد باکتریاها نه رشد و نه تولید توکسین میکنند؟ • مخفف PHF چی میباشد؟ • حد اقل دو نام از غذا هایکه به اساس PHF مورد ملاحظه قرار گرفته شده است نام ببرید؟ • موادات افزودنی در محصولات غذائی چیست؟

28. Questions? سوالات